Soldadura Industrial Clases y Aplicaciones

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Libro sobre soldadura

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  • Soldabilidad. Metales y aleaciones. Humectabilidad. Difusin en estado

    slido. Metalurgia de la soldadura.Procedimientos de soldadura:

    Autgena. A gas. Arco. Resistencia. Electrlisis. Aluminotrmica.

    Explosin. Ultrasnica. Friccin. Lser. Haz de electrones. Forja. Induccin.

    Soldadura dura. Soldadura blanda. Recargue. HIP. Instalaciones, equipos

    y productos. Generadores. Fundentes. Electrodos. Aleaciones. Soplete.

    Mesa posicionadora. Mquinas de soldadura a tope. Soldadura

    transversal de tubos. Robots. Soldadura guiada por palpadores.

    Control programable. Aplicaciones. Defectos en las soldaduras: grietas,

    crteres, sobreespesor, cordn irregular, porosidades, inclusiones

    de escoria, etc.

    Soldadura industrial: clases y aplicacionesPere Moler Sola

    P R O D U C T I C Awww.FreeLibros.org

  • Soldadura industrial: clases y aplicacionesPere Moler Sola

    S

    marcomboB O IX A J^EU E D IT O L E S

    P R O D U C T I C Awww.FreeLibros.org

  • M ARCO M BO , S.A., 1992 Barcelona (Espaa)

    Impreso en Espaa Printed n SpainFotocom posicin: FO IN SA- Barcelona Impresin: Vanguard Grfic, S.A. - Barcelonawww.FreeLibros.org

  • ndice

    PRLOGO ............................................................................................................................. 7

    FUNDAM ENTOS ................................................................................................................. 9Introduccin .................................................................................................................... 9Soldabilidad ....................................................................................................................... 9Humectabilidad .................................................................................................................. 10Metalurgia de la so ld ad ura .......................................................................................... 11Caractersticas del cordn de soldadura ......................................................... 12Zona afectada por el c a lo r .......................................................................................... 13

    PROCEDIMIENTOS DE SO LD AD URA ..................................................................... 17Soldadura a u t g e n a : ....................................................................................... 17Soldadura a gas .................................................................................................................. 17

    Las llamas de soldar ................................................................................................... 19Llama oxiacetilnica ................................................................................................... 20

    Soldadura al arco ............................................................................................................... 22TIC .......................................................................................................................................... 24Soldadura por hidrgeno a t m ic o .................................................................. 25MIG ....................................................................................................................................... 26M AC .................................................................................................................................... 28Soldadura al arco con electrodo revestid o ................................................ 29Soldadura con arco sumergido ........................................................................ 30

    Intensidad de la corriente de soldadura ................................................ 31Fuerza e lectro m o triz ............................................................................................. 32Velocidad de avance de so ldadura ............................................................ 33Alambre electrodo ................................................................................................ 35

    Soldadura bajo escoria e lectroconductora ................................................ 37Posiciones para la soldadura .................................................................................... 38

    Horizontal ........................................................................................................................ 38V e r t ic a l................................................................................................................................. 39T e c h o .................................................................................................................................... 39Debajo del a g u a ............................................................................................................ 40

    Soldadura con plasma ................................................................................................... 41Soldadura por re s isten c ia ............................................................................................. 41

    Soldadura a tope ......................................................................................................... 42A tope con recalcado ....................................................................................... 43A tope con chisporroteo ................................................................................. 43

    Soldadura por puntos .......................................................................................... 44Soldadura por protuberancias ........................................................................ 46Soldadura por roldanas ....................................................................................... 46

    Soldadura por e le c tr lis is ............................................................................................. 47Soldadura a lum in otrm ica .......................................................................................... 48Soldadura por explosin ............................................................................................. 48Soldadura u ltrasn ica ...................................................................................................... 50

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    Soldadura por friccin ................................................................................................ 55Soldadura por lser ...................................................................................................... 56Soldadura por haz de e le c tro n e s ........................................................................ 57

    A p lica c io n e s .................................................................................................................. 61F o r ja .......................................................................................................................................... 61In d u cc i n .............................................................................................................................. 62Soldadura dura ............................................................................................................... 62

    In m e rs i n ........................................................................................................................ 65En bao de sales ...................................................................................................... 65S o p le te .............................................................................................................................. 66Bloque .............................................................................................................................. 67Horno .............................................................................................................................. 67D e rra m e ........................................................................................................................... 68Resistencia elctrica ................................................................................................ 68In d u cc i n ........................................................................................................................ 69

    Soldadura b la n d a ............................................................................................................ 70Bloque .............................................................................................................................. 71D e rra m e ........................................................................................................................... 71Resistencia ..................................................................................................................... 71Llama ................................................................................................................................. 72In m e rs i n ........................................................................................................................ 72In d u cc i n ........................................................................................................................ 72Propiedades de la soldadura b la n d a ............................................................ 72

    Recargue .............................................................................................................................. 72Propiedades del re ca rg u e .................................................................................... 73T c n ic a .............................................................................................................................. 75

    Proyeccin y fusin ............ 75Proyeccin con p la sm a .................................................................................... 77Proyeccin por detonacin ........................................................................ 78Transporte a la l la m a .......................................................................................... 79

    Aplicacin de la compresin isosttica en caliente en la soldadura 79T c n ic a .............................................................................................................................. 80Aplicaciones de la soldadura por H IP ......................................................... 82

    INSTALACIONES, EQUIPOS Y P R O D U C T O S ................................................... 85Instalaciones para soldadura oxiacetilnica ................................................ 85Instalaciones mviles para soldadura oxiacetilnica ............................ 86Instalaciones para la soldadura elctrica ...................................................... 86Generadores ..................................................................................................................... 87Fundentes ........................................................................................................................... 87Electrodos ........................................................................................................................... 88A le a c io n e s ........................................................................................................................... 91Soplete ................................................................................................................................. 92

    Soplete oxiacetilnico de alta presin ...................................................... 93Mesa posicionadora ................................................................................................... 93Mquinas de soldadura a tope ........................................................................... 94Soldadura transversal de tubos ........................................................................... 95Robots para so ld a d u ra ................................................................................................ 97Soldadura por arco guiada por palpadores ................................................ 98Controlador programable para soldadura por puntos y de costuras 101

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  • ndice

    APLICACIONES ...................................................................................................................... 103Soldadura del a c e r o ...................................................................................................... 103Soldadura de la fundicin ........................................................................................ 104Soldadura del cobre .................................................................................................... 106Soldadura del latn ...................................................................................................... 107Soldadura del bronce ................................................................................................. 108Soldadura del aluminio ............................................................................................. 109Soldadura del titanio .................................................................................................... 110Acero galvanizado ......................................................................................................... 111

    DEFECTOS DE LA SO LD AD URA .............................................................................. 113Falta de penetracin .................................................................................................... 114So b reesp eso r..................................................................................................................... 115Cordn irregular ............................................................................................................. 115Mordeduras ........................................................................................................................ 115Grietas .................................................................................................................................... 116Sa lp icad uras........................................................................................................................ 117Zonas d u ra s ......................................................................................................................... 117Crteres ................................................................................................................................. 118Inclusiones de tu n g ste n o .......................................................................................... 118Cebados de arco ............................................................................................................. 119Porosidades ........................................................................................................................ 119Inclusiones de escoria ................................................................................................. 119Soplado del arco ............................................................................................................. 119

    BIBLIOGRAFA ........................................................................................................................ 121

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  • Prlogo

    Desde antiguo se ha venido cumpliendo el aforismo que reza so ldar es b u en o , p e ro n o so ldar es m ejor. Esta sentencia no es otra cosa que un fiel reflejo de la expresiva sabidura existente de la antigua tcnica de la soldadura, interpretada como una operacin de ensamblaje, muy utilizada en el sector de la calderera, de la chapa hechurada y com o operacin de reparacin de piezas rotas. La soldadura, a la par que solucionaba la unin de com ponentes metlicos, introduca en el metal base nuevos problemas derivados de la fragilidad del cordn de soldadura y de la zona afectada por el calor y problemas corrosivos originados por las heterogeneidades creadas en el proceso de unin.

    Hacia la mitad del presente siglo la ciencia metalrgica ha experimentado un notable incremento que ha servido de base a una tecnologa desbordada. El conocim iento amplio y profundo del fenm eno de la solidificacin del bao de soldadura, aparecido en los cordones y en los puntos, las investigaciones de las modificaciones microestructurales llevadas a cabo en la zona afectada por el calor de la soldadura y la posibilidad de crear, n situ, atmsferas inertes y reductoras en el momento de la unin, han contribuido a disear sustanciales mejoras en los procedimientos convencionales de la soldadura. La incidencia de la nueva tecnologa del automatismo en el mbito de la soldadura tambin ha aportado revolucionarios resultados: los robots, con su sorprendente y perfeccionada tcnica, implican rapidez, precisin y seguridad en su actuacin.

    Actualmente la soldadura, com o procedimiento de unin entre partes de objetos metlicos, constituye el procedimiento de conformacin metlica ms verstil. Existe una gran variedad de aparatos, instalaciones, accesorios... metlicos de formas ms o menos complejas, que se han fabricado gracias a la introduccin del proceso de unin por soldadura en alguna de sus etapas del proceso productivo.

    Las caractersticas tcnicas y cientficas del bao, de la zona afectada por el calor y del metal base son ms conocidas cada da y, por ende, ms controlables. De m odo y manera que se ha alcanzado una cota de elaborada tecnologa en la soldadura digna del mejor encom io.

    El Autor

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  • Fundamentos

    INTRODUCCINLa soldadura es un procedimiento de conformacin metlica que se

    utiliza cuando los otros procedimientos son imposibles de aplicarse. Un ejemplo tpico de la soldadura es el ensamblaje de partes de una pieza com pleja o de una instalacin: estructura metlica de un edificio, puente, etc. En el argot de la conformacin metlica suele pronunciarse la frase soldar es bueno, pero no soldar es mejon>, lo cual en el fondo se cumple para cualquier metal o aleacin. Este aforismo viene a decir que slo se suelda cuando no existe ms remedio. De lo contrario, se prefieren los otros procedimientos de conformacin metlica. No obstante, la soldadura, com o procedimiento de unin entre partes de objetos metlicos, constituye un procedimiento de conformacin metlica muy verstil, aplicable, en general, a prototipos y pequeas series.

    SOLDABILIDADSe entiende por so ldabilidad la facilidad con que un metal se puede

    conformar por soldadura de sus partes, as com o la habilidad de la unin soldada para resistir las condiciones de servicio. En la prctica se distinguen varios tipos de soldabilidad. Existe la soldabilidad operatoria, la soldabilidad metalrgica y la soldabilidad constructiva.

    La soldabilidad operatoria es indispensable y determina el que un material pueda o no ser soldado. La madera, la piedra y el papel, por ejemplo, no tienen soldabilidad operatoria. La soldabilidad operativa est relacionada con el enlace de los tomos, de las molculas o de los iones que forman el material. El enlace metlico tiene elevada soldabilidad operativa.

    La soldabilidad metalrgica determina hasta qu punto pueden soldarse dos metales sin que su com posicin represente inconvenientes graves por fusin, oxidacin, tratamiento trmico, etc. La soldabilidad constructiva se refiere a la facilidad con que pueden unirse dos metales para lograr formas que resistan los esfuerzos a que van a estar sometidos, garantizando su duracin. La soldabilidad metalrgica puede mejorarse en aceros al crom o y aceros al aluminio, empleando fundentes o flujos que reaccionen con los xidos de crom o y aluminio formando escorias. En algunos casos se sustituyen los flujos, com binando el calentamiento y una operacin mecnica que facilita la elim inacin de las escorias.

    La soldabilidad constructiva depende de las transformaciones que ocurren en las piezas durante la soldadura, que pueden incluso afectar a sus caractersticas mecnicas y a sus propiedades. En la metalgrafa de la unin soldada se ven dos partes bien diferenciadas, el cordn de soldadura, y sus

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    Figura 1. Fuerzas aplicadas en la humectabiliaad de una

    superficie slida metlica por una gota de metal lquido.

    alrededores, y el metal base. En ella se han sucedido un proceso de fusin, otro de tratamiento trmico y un tercero de enfriamiento, durante los cuales se operan los cambios y transformaciones que determinan la solda- bilidad metalrgica.

    Para manejar el factor soldabilidad de cada metal al tratar de su soldadura, se designa con un nmero variable entre 0 y 10, llamado coe fic ien te d e soldabilidad. Este coeficiente es el producto de multiplicar el coeficiente de compacidad por el grado de homogeneidad de la unin. En el caso de los aceros este coeficiente depende en gran parte del contenido de carbono de las piezas a soldar y aumenta con dicho contenido.

    HUMECTABILIDADAl depositar una gota de metal lquido sobre una superficie metlica

    slida aparece un determinado valor del radio de la gota (figura 1), que depender de las tensiones de las fases existentes.

    R: radio de la gota.Ys: tensin superficial del slido.\uv : tensin superficial de la interfase lquido-vapor.Ys/ tensin superficial de la interfase slido-lquido.

    La tensin superficial de un lquido se define por el exceso de energa libre, por cada centmetro cuadrado, que poseen las molculas de la superficie con respecto a las del interior. En el interior de un lquido la cohesin m oleculares uniforme, pero en la superficie existe una resultante que las arrastra al interior, lo que produce una contraccin superficial, tendiendo el rea de la superficie al m nimo valor (para la relacin rea/volum en: la esfera).

    La condicin necesaria para que el lquido moje a la superficie slida es que el ngulo de contacto se anule; es decir:

    Ys > Ys/i + YuvLa tensin superficial (yJV) del metal en estado lquido disminuye por la

    presencia de grasas, lquidos, gases y partculas metlicas en la superficie. Decir que un metal lquido tiene menos tensin superficial equivale a

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  • amenti

    /(0=180)

    2)l ( 0 = 0 )

    --------- ^[ Q

    \ (18O >0>O )

    Figura 2. Condiciones para la humectabilidad de las superficies metlicas: 1) no moja; 2) humectabilidad total; 3) humectabilidad parcial.

    facilitar el cumplim iento de la desigualdad anteriormente apuntada, loque equivale a aumentar la humectabilidad.

    En la figura 2 se han resumido las condiciones para la falta de humectabilidad (1), la humectabilidad total (2) y la humectabilidad parcial (3).

    METALURGIA DE LA SOLDADURAEn la soldadura convencional, en que tiene lugar la fusin del metal, el

    calor del sistema de soldar se desarrolla en una zona muy localizada y crea un gradiente elevado de temperatura. Parte del metal a soldar se funde y origina el metal lquido que formar el cordn.

    La soldadura por fusin crea ciclos de calentamiento y de enfriamiento en el metal base, adyacente al cordn, y los efectos dependern de la naturaleza del metal soldado y de las condiciones de la operacin. El metal del cordn se sobrecalienta siempre algo en todos los procesos; la cantidad de calor que cede al metal adyacente depender del proceso, velocidad de calentamiento y conductividad trmica del metal soldado. En la soldadura con arco de electrodo consumible (MIG) realizada con una velocidad menor de produccin de calor, se puede alcanzar la misma temperatura en el metal del cordn, pero calentndose menos el metal adyacente. Al soldar con arco (tanto M IG com o TIG) un metal de buena conductividad trmica, com o el cobre, no se producir un gradiente tan grande de temperatura com o ocurre con el acero, que es menos conductor.

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    La soldadura oxiacetilnica no sobrecalienta tanto el metal del cordn, y como la llama no es un foco calorfico tan localizado com o el arco, se calienta ms ampliamente el metal adyacente, pero con gradientes ms pequeos de temperatura.

    CARACTERSTICAS DEL CORDN DE SOLDADURAAl enfriarse el metal lquido, empieza a solidificar en la superficie de

    contacto con el metal slido adyacente, que est ms fro y nuclea los primeros cristales. El calorfluye continuamente hacia el metal adyacente, y las dendritas columnares crecen hacia el interior del cordn.

    La aleacin del cordn de soldadura puede ajustarse casi siempre a una com posicin qumica determinada por eleccin del electrodo y las tcnicas de fusin. D e este m odo es posible evitar muchos defectos metalrgicos. Lo que ya no es tan fcil es controlar el metal que se suelda, puesto que forma parte de una estructura y se selecciona para que tenga las propiedades mecnicas adecuadas y no para que sea idealmente adecuado para la soldadura. Por este motivo, las mayores limitaciones en soldadura suelen proceder del metal a soldar y no del cordn.

    Al soldar, mientras el metal del cordn permanece en estado lquido, disuelve gases en cantidad mayor de los que puede mantener cuando solidifica, por lo que se produce un desprendimiento gaseoso. Si la solidificacin es rpida, algunas burbujas quedan atrapadas en el cordn formando sopladuras. Este problema es muy parecido al de la formacin de sopladuras en las piezas moldeadas, pero se diferencia de l en dos aspectos importantes:

    a) El calentamiento y el enfriamiento son mucho ms rpidos que en la fabricacin de piezas moldeadas, ya que el metal a unir acta de molde metlico y , por tanto, con gran velocidad de enfriamiento. El metal permanece fundido mucho menos tiempo, por lo que disminuye la cantidad de gas disuelto y no se formarn grandes sopladuras.

    b) Se pueden controlar bastante bien la atmsfera de la regin de la soldadura y la escoria que se forma sobre el cordn ajustando la naturaleza del revestimiento del electrodo. D e este modo se evita que se disuelva una cantidad muy grande de gases.

    Las velocidades de enfriamiento, relativamente rpidas, se traducen en granos relativamente pequeos en el cordn de soldadura y, en general, en una gran ductilidad de este metal o elevada tenacidad.

    La segregacin es la causa de la presencia de planos dbiles en los lingotes donde las dendritas se ponen en contacto formando ngulos casi rectos, y pueden provocar igual debilidad en el cordn de soldadura. Sin embargo, este peligro no es importante, porque las dendritas del cordn crecen desde los lados y no hay facilidades para que queden atrapadas impurezas de punto de fusin ms bajo en el plano central de la soldadura.

    Si las aleaciones solidifican con relativa lentitud, se puede producir una segregacin intergranular excesiva. No es peligrosa en los aceros al carbono, pero se manifiesta claramente, con resultados negativos, en los aceros inoxidables y en los metales no frreos.

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  • Fundamentos

    En las operaciones de fabricacin del acero las escorias estn encargadas de una importante misin de afino: elim inacin de impurezas. Lo mismo ocurre en la soldadura con arco elctrico de electrodo metlico revestido, o con arco sumergido en el fundente granulado. Las escorias formadas purifican el cordn de soldadura. Si bien el tiempo de contacto es muy corto, la temperatura es muy elevada y las reacciones muy rpidas.

    Cuando se emplean electrodos revestidos, que producen mucha escoria, hay peligro de que alguna quede atrapada por el metal que solidifica. La escoria tiende a salir a la superficie por razones de densidad y tensin superficial, pero si se trabaja inadecuadamente pueden resultar inclusiones que debilitan mecnicamente la soldadura. Estas inclusiones de escoria no suelen perturbar cuando la soldadura se hace con una sola pasada, pero cuando se lleva a cabo en varios pasos es muy fcil que, si no se ha eliminado totalmente la escoria superficial del paso anterior, queden inclusiones perjudiciales.

    ZONA AFECTADA POR EL CALOREn los procesos de soldadura en los que existe fusin, el metal adyacen

    te al cordn de soldadura puede quedar afectado beneficiosa o perjudicialmente por la operacin de soldadura. Durante el procedimiento ae la soldadura, esta zona se calienta y se enfra: experimenta un tratamiento trmico. En unos casos puede templarse y fragilizarse, y agrietarse en el enfriamiento, mientras que en otros se puede recocer y ablandar. Tales efectos del tratamiento trmico son deseables o no, segn las aplicaciones del objeto metlico soldado. El metal a soldar puede resultar deteriorado por la soldadura, o mejorado en sus propiedades mecnicas, o bien quedar prcticamente inalterado.

    Un importante objetivo al proyectar las soldaduras es predecir el efecto de la operacin sobre el metal adyacente y especificar los procedimientos de soldadura que puedan evitar dificultades y permitir soldaduras correctas.

    En todas las soldaduras por fusin y en algunas donde no hay fusin, pero se calienta a temperatura elevada, se produce algn crecim iento de grano. El metal cercano al cordn, que se calienta a temperatura superior, est ms sujeto a crecim iento de grano que el ms alejado. El metal de grano grueso presenta m enor ductilidad y tenacidad que el de grano fino, y, cuando se trata de un acero templable, posee mayor templabilidad: se dificulta la precipitacin de la perlita. Es muy fcil que se produzca marten- sita dura y son ms probables as grietas despus de la soldadura, las cuales pueden conducir a la rotura.

    Los efectos trmicos de la soldadura se rigen por los mismos principios del tratamiento trm ico convencional: diagramas transformacin- temperatura-tiempo (I I I). Pero en el tratamiento trmico del acero se desea obtener martensita dura, a la que se quita fragilidad con el revenido, mientras que en la soldadura lo que se pretende es que no se forme martensita y quede una microestructura de ferrita y perlita. Por este motivo , los aceros ms fciles de tratar trmicamente, por tener mucha templabilidad, suelen ser difcilmente soldables, porque la martensita se forma

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  • aun con enfriamientos lentos, aumentando la fragilidad del acero. Tom ando precauciones especiales se evitan el agrietamiento y otros efectos perjudiciales en la soldadura.

    La formacin de martensita se puede prevenir con mayor aportacin de calor, porque si el material se precalienta son menores los gradientes de temperatura entre el metal del cordn y el metal a soldar. El enfriamiento es ms lento y puede darse tiempo para que se formen los constituyentes blandos ferrita y perlita (figura 3).

    La mayora de los elementos de aleacin en el acero aumenta la templa- bilidad y es ms difcil evitar la formacin de la martensita. En los aceros aleados el precalentamiento es imprescindible. El efecto de la soldadura en aceros se observa en la distribucin de durezas con la distancia del cordn.

    Los constituyentes frgiles producen grietas al soldar, mientras que los blandos pueden deformarse plsticamente y originan una mejor distribucin de tensiones. Las microestructuras dctiles slo se agrietan con velocidades muy grandes de aplicacin de las cargas, cuando la temperatura es muy baja y altera completamente las propiedades normales o

    Figura 3. Esquema de las zonas existentes en la

    soldadura por fusin: 1) ferrita + perlita (microestructura de

    Widmanstatten); 2) martensita + ferrita; 3) microestructura de

    recocido; 4) metal base sin afectar.

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  • Fundamentos

    cuando se producen concentraciones locales de tensiones excesivas. Se deduce que son muy improbables las grietas cuando el metal del cordn y el adyacente se mantienen dctiles en todo el proceso de soldadura. Si se forma martensita, es de esperar el agrietamiento; si se evita su formacin, no es probable que hayan grietas. La formacin de martensita suele originar con frecuencia grietas microscpicas, que con el tiempo se agrandan.

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  • Procedimientos de soldadura

    Los procedimientos ms utilizados para soldar son: soldadura al arco con electrodo de tungsteno protegido porgas inerte (TIG: tungsten inert gas), soldadura al arco con electrodo metlico consumible protegido por gas inerte (MIG: metal inert gas), soldadura al arco con electrodo revestido, soldadura de arco sumergido y soldadura al plasma. En la figura 4 se han esquematizado los principales procedimientos utilizados en la soldadura de los metales.

    SOLDADURA AUTGENALa distincin ms especfica de la denominada soldadura simple es que

    en la unin no se emplea un material de com posicin distinta de la del metal base, por cuya razn es frecuente denominarla com o soldadura autgena.

    En la soldadura autgena se utilizan dos procedimientos fundamentales: a) fusin nicamente del metal que se desea unir y b) adicin de un metal de relleno, de com posicin qumica anloga a la del metal base, y que al enfriarse une las partes que hay que soldar. En el segundo caso hay que aplicar energa, en forma de presin, con el fin de facilitar la difusin de los tomos y la consiguiente ordenacin del retculo, de modo que se unifiquen las dos partes.

    El rea de contacto verdadera de dos superficies planas, en realidad, es slo una fraccin de 1 :10.000 del aire aparente. Ahora bien, la superficie de contacto aumenta si se produce una friccin o presin entre las dos caras, por deformacin elstica o plstica de las rugosidades o asperezas. Puesto que la plasticidad de la superficie determina las reas de contacto, stas no dependen slo de la temperatura, sino tambin del tiempo y de la presin de contacto.

    L soldadura autgena puede ser a gas o con arco.

    SOLDADURA A GASLa soldadura a gas genera calor porque se quema una mezcla de gas y

    oxgeno en la boquilla de la tobera de un mechero de soldar: y el dardo resultante es de temperatura muy elevada. Por este motivo produce una fusin local del metal y la unin de los bordes de las piezas a unir. A veces, en este tipo de soldadura, pueden emplearse un material adicional (alambre de soldar) y un fundente en forma de polvos o de pasta. Los polvos y las pastas neutralizan el efecto del xido metlico (combinacin del metal con el oxgeno, producida por la reaccin qumica de un metal calentado en presencia del oxgeno del aire) que se forma siempre en la superficie de la soldadura. Con el xido metlico el fundente forma escorias vitreas, fcilmente solubles, que protegen el lugar de la soldadura contra la adicin

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    Figura 4. Tipos de soldadura.

    Procedimientos de soldadura

    Autgena A gas

    ArcoElctrico *

    Plasma

    TICMIGM ACRevestidoSumergido

    1. . ] RecalcadoA t P e \ Chispa PuntosProtuberanciaRoldanasCostura

    ElectrlisisAluminotrmicaInduccinExplosinUltrasnicaFriccinLserHaz de electrones Forja

    (Inmersin

    Soldadura dura.

    Bao metlico I Bao salino

    Infrarrojo , P ' ete (Resistencia Elctrica j |nducdn

    DifusinBloqueHorno

    LDerrame

    Soldadura blandaRecargueHIP

    del oxgeno del aire y que despus de la soldadura pueden quitarse fcilmente con un martillo. Otros polvos se evaporan o volatilizan despus del trabajo de soldadura. Si se emplea una llama normal (reductora), puede prescindirse de los polvos de soldar, ya que los xidos metlicos se reducen en estas condiciones.

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  • Procedimientos de soldadura

    Las llamas de soldarMediante la combustin de una m ezcla de un gas combustible con el

    oxgeno del aire se obtiene la llama d e soldar. Se entiende por combustin (oxidacin) la com binacin de un cuerpo combustible con oxgeno.

    En cuanto a la velocidad con que se efecta el proceso de combustin, se distingue una combustin normal, com o en el soplete de soldar y una violenta o rpida (explosin). La combustin puede ser incompleta o completa, segn que la cantidad de oxgeno suministrada al gas combustible sea suficiente o insuficiente. En la combustin incompleta existen, en la llama de soldar, gases no quemados que tienden a combinarse con el oxgeno del aire que rodea la llama, es decir, que absorben el oxgeno del aire.

    Una llama que no recibe suficiente oxgeno y lo absorbe del aire es una llama reductora. Si, al contrario, recibe oxgeno en cantidad excesiva, es decir, que tiene un exceso de oxgeno, es una llama oxidante, puesto que durante la soldadura lleva oxgeno a la zona de soldadura, lo cual slo puede ser perjudicial.

    Los gases que actan en las llamas de soldar com o medios reductores son: hidrgeno y monxido de carbono.

    La luz de la llama tiene su origen, en general, en que en ella existen cuerpos que se ponen al rojo (incandescentes) debido al calor de la misma y que brillan tanto ms cuanto ms caliente es la llama. Recibe el nombre de potencia lum nica la claridad de la llama. Esta brillantez depende de la naturaleza de los combustibles, de su temperatura y de su densidad.

    A las llamas con cuerpos slidos separados del combustible, a los que se debe la potencia lumnica, pertenecen todos los gases que contienen carbono, com o acetileno, gas natural, gas de alumbrado, metano, butano, etc.

    En el esquema de una llama (figura 5), la combustin de la corriente de gas que sale por la boquilla tiene lugar nicamente en el punto en que el

    Figura 5. Aspecto de la llama: V boquilla; 2) zona Ira (oscura) con gases sin arder;3) combustin completa, llama oxidante; 4) zona luminosa formada por carbono incandescente.

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    combustible entra en contacto con el oxgeno del aire, o sea, en la periferia de la llama. En el ncleo se encuentran gases combustibles, sin arder. Este hecho puede demostrarse colocando all una cerilla, cuanto ms pequea mejor, y se aprecia que le cuesta arder.

    La longitud de la llama depende de la presin del gas, aumentando si sta aumenta. Su forma est en funcin de la seccin del orificio de salida del mechero. La forma cnica de la llama es condicionada por la accin del aire que entra alrededor de la misma; cuanto ms tiempo penetra el aire en la corriente de gas, tanto ms debe disminuir la seccin de la llama.

    Si un gas combustible contiene hidrocarburo, se obtiene carbono. ste se produce en el ncleo, formado por gases sin arder, y la capa dentro de la cual se efecta la combustin completa de los gases. Entre la capa y el ncleo hay, sin embargo, una zona intermedia luminosa, compuesta de carbono incandescente. La presencia de carbono sin quemar puede com probarse introduciendo en sentido longitudinal, por poco tiempo, una placa de vidrio. Al sacar la placa se ve una mancha de holln elptica, que corresponde a la seccin de esta zona.

    Para aumentar la temperatura de una llama se utiliza el llamado mechero de aire, el cual recibe, segn el fin a que se destine, los nombres de mechero de caldeo o de soldar. Se proveen de admisin de aire (mecheros Bunsen) o, para obtener las temperaturas mximas deseadas, de introduccin de oxgeno (grifo Daniell). Este ltimo caso es el soplete o mechero de soldar.

    La coloracin de la llama depende de los cuerpos gaseosos que existen en ella.

    Llama oxiacetilnicaLa molcula de acetileno (C2H2) consta de dos tomos de carbono y dos

    de hidrgeno. Para la combustin com pleta de 1 m3 de acetileno se necesitan 2,5 m3 de oxgeno (o 1,25 m3 de aire). La proporcin de mezcla es, por tanto, 1 :2,5. Este proceso de combustin se puede expresar por la siguiente reaccin qumica:

    2 C2H2 + 5 0 2 = 4 C 0 2 + 2H20 -312 Cal

    Esta reaccin qumica total es la suma de dos reacciones parciales: en primer lugar el acetileno se une con el oxgeno en el mechero en partes casi iguales en volum en, ya que hay que tener en cuenta la participacin del oxgeno del aire en la combustin. Tiene lugar, primero, por consiguiente, una combustin incompleta, efectundose el siguiente proceso:

    2C2H2 + 2 0 2 = 4CO + 2H2

    El acetileno se ha combinado, pues, con el oxgeno formando monxi- do de carbono e hidrgeno.

    En segundo lugar, por incorporacin del oxgeno del aire que rodea la llama, la combustin incompleta va progresando hasta la com pleta segn la siguiente reaccin:

    4C O + 2H2 + 3 0 2 = 4 C 0 2 + 2H20

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  • Procedim ientos de soldadura

    En resumen, el oxgeno del aire arde, por una parte, con el m onxido de carbono y produce dixido de carbono (un gas ya no combustible) y, por otra parte, se com bina con el hidrgeno libre y produce agua. El agua y el dixido de carbono son, por consiguiente, los productos de la com bustin. Para la com bustin com pleta del acetileno se necesitan 2,5 partes en volumen de oxgeno por 1 parte en volum en de acetileno. El resultado, pues, de la com bustin de 1 m3 de acetileno est constituido por 2 m3 de dixido de carbono (C O z) y 1 m3 de vapor de agua (H20 ) .

    En la llama oxiacetilnica (figura 6) se aprecian tres zonas claramente diferentes: la zona ira, donde nicamente hay una m ezcla mecnica de oxgeno y acetileno, am bos en estado com pletamente ntegro, es decir, sin quemar, la zona d e so ld a r y la zona oxidante o d e d ispersin .

    Figura 6. Zonas y temperaturas en una llama oxiacetilnica.

    La seal ms caracterstica de la zona fra es el cono luminoso de color blanco deslumbrante, cuyo contorno netamente limitado se debe a la desintegracin brusca del acetileno en sus dos com ponentes: carbono e hidrgeno. En las llamas pequeas esta parte tiene el aspecto de un cono delgado (anlogo al ncleo, que es siempre cnico) que, a medida que aumenta la presin del oxgeno o, mejor dicho, con el tamao creciente de la llama, va adquiriendo la forma de un prisma parecido a una varilla, aproximadamente cilindrico, con la cabeza redondeada. Las formas que difieren de esta forma cnica normal, o sea, una forma cnica corta, dentada, torcida, ensanchada en la punta o muy larga, son una prueba de que los orificios del m echero estn deteriorados o que la regulacin de las vlvulas es deficiente. La longitud del cono depende de los orificios y presiones del m echero, aumentando con la velocidad de salida. Al aumentar la longitud, aumenta normalmente la rigidez, es decir, la dureza de la llama.

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    En la zona de la llama conocida com o zona d e so ldar se encuentran los resultados de la primera combustin, la incompleta, o sea, monxido de carbono e hidrgeno, ambos gases de accin reductora. Por esta razn, y porque en esta zona de la llama existe la mxima temperatura, es aqu donde se realiza la soldadura de la pieza. Es de importancia, por consiguiente, dejar entre la punta del cono y la superficie del bao de fusin una distancia, que depende del tamao de la llama (del soplete) y vara entre 2 y 5 mm.

    Los gases producidos en el producto intermedio por la entrada de oxgeno del aire (en la capa exterior de la llama) en el decurso de la combustin, es decir, el monxido de carbono y el hidrgeno, son quemados y convertidos en su estado final, o sea, dixido de carbono y agua (vapor de agua). Esta combustin completa se efecta dentro de la tercera zona de la ama, la denominada llama oxidante.

    Las condiciones de temperatura dentro de la llama estn indicadas en la curva de la parte superior de la figura 6. De esta curva se deduce claramente que la mxima temperatura de 3100 C existe nicamente dentro de la zona de soldar.

    SOLDADURA AL ARCO

    El arco elctrico es una corriente elctrica que salta, a travs del aire o de un gas, entre dos cuerpos conductores llamados electrodos. Se establece al calentarse las molculas de gas que rodean el electrodo negativo, haciendo que se liberen electrones cargados de electricidad negativa, que sern atrados por el otro electrodo cargado positivamente.

    Aplicando una tensin en determinadas condiciones, se puede originar una corriente electrnica que, debido especialmente a la ionizacin por choque, cumple las condiciones necesarias para la ionizacin de la colum na de gas existente entre los electrodos o entre el electrodo y la pieza de trabajo, ya que, segn la teora de los iones, las molculas neutras de gas estn sometidas a la descomposicin de iones de gas. D e aqu que este gas ionizado constituya el verdadero camino por el que se efecta la marcha o migracin de la electricidad. En el interior de la colum na gaseosa, los electrones (negativos) avanzan con enorme velocidad hacia el polo positivo. Este extraordinario y rpido movimiento de los electrones o de los iones se debe a su elevada energa cintica. Estas partculas aceleradas, al chocar con las molculas neutras que contiene la corriente de gas, producen inmediatamente, com o consecuencia, su descom posicin en iones electropositivos y electronegativos, los cuales, por su parte, quedan igualmente a la disposicin del transporte o a la migracin de la electricidad. La columna de gas adquiere en este momento una media luminosidad, y entra una intensa radiacin que produce arco elctrico o voltaico. Los tomos cargados positivamente (cationes) son atrados por el polo negativo (ctodo), que por el choque de los iones se calienta considerablemente. Este proceso de descomposicin de los tomos en iones y electrones se denomina ion izacin .

    El choque de los electrones con el polo positivo (nodo) que ha tenido lugar en la distancia area con una velocidad muy elevada, se produce

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  • Procedim ientos de soldadura

    con extraordinaria violencia y la energa cintica se transforma en calor en el lugar del choque.

    Los elementos de un arco elctrico para soldadura con electrodo desnudo son: el n c leo del arco, la colum na de vapor (arco propiamente dicho), la llama y el crter o parte de la pieza fundida por el arco (figura 7).

    Figura 7. Arco elctrico:1) ncleo; 2) columna; 3) llama y 4) crter.

    El arco elctrico, que puede considerarse com o un conductor mvil, no siempre sigue el camino ms corto entre el electrodo y la pieza de trabajo, sino que es desviado lateralmente con movimientos ms o menos violentos, fenm eno ste que estorba mucho el proceso de soldadura y muchas veces lo hace imposible, atribuyndose al llamado efecto de soplado magntico, que, adems, es la causa del mal encendido de los electrodos incandescentes.

    El electrodo es el elem ento esencial en la soldadura elctrica, sirve como conductor de la corriente y com o metal de aportacin. Puede ser desnudo o revestido.

    J.os electrodos desnudos son varillas de metal, de pequeo dimetro, muy poco empleados en soldadura normal por los inconvenientes que presentan, siendo los ms destacados: dificultad en el encendido y mantenimiento del arco, cordn irregular de soldadura, imposibilidad de soldar en posiciones que no sean la horizontal, prdida de elementos de aleacin por oxidacin y nitruracin del acero base y malas cualidades mecnicas de la soldadura conseguida.

    En los electrodos revestidos (figura 8) se distinguen: una parte metlica o alma y el revestimiento que la rodea. Este revestimiento tiene, entre otras, las misiones de facilitar el encendido y dar estabilidad al arco. Adems protege el metal fundido de la oxidacin y nitruracin, protegiendo el bao hasta su total solidificacin.

    El revestimiento favorece tambin la formacin del cordn y aade elementos necesarios al metal de aportacin que no tiene el electrodo. La

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    Figura 8. Esquema de un electrodo revestido.

    escoria lquida se alea con las impurezas del bao de fusin y lo transforma en sales que salen a la superficie al solidificarse el cordn.

    El revestimiento de los electrodos puede ser: oxidante, cido, neutro, rutilo, con escoria viscosa o con escoria fluida, orgnico y bsico.

    TIG

    En el procedimiento TIG (figura 9) se emplea una corriente de gas inerte para proteger la soldadura. El arco se hace saltar entre un electrodo de tungsteno y el material base y, por una boquilla que rodea al electrodo, se hace llegar helio o argn, de m odo que envuelva com pletamente al electrodo, al arco y a la masa fundida del metal y elim ine toda atmsfera oxidante.

    Figura 9. Esquema del procedimiento de soldadura

    TIC.

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  • Procedim ientos de soldadura

    Como gas protector pueden emplearse tambin las siguientes mezclas: argn-6 /o hidrgeno para nquel y sus aleaciones, argn-15 % hidrgeno, para aceros inoxidables y nitrgeno, que no presenta, segn parece, contraindicaciones y rebaja considerablem ente el coste de la soldadura.

    Los valores de la corriente para esta soldadura son los reflejados en la figura 10, para soldar acero, cobre, nquel y titanio.

    Para soldar aluminio, y sus aleaciones, los valores de la corriente, que ha de ser alterna, son los indicados en la figura 11.

    dimetroelectrodo

    mm1 1,5 2,5 3,2 4

    c.c.p.d.c.c.p.i.

    20/80 70/150 10/20

    150/15015/30

    250/40025/40

    400/50040/50

    dimetro electrodo mm 1 1,5 2,5 3,2 4

    corriente alterna A 20/50 50/100 100/120 160/250 200/300

    Soldadura por hidrgeno atmicoEl arco salta entre dos electrodos de tungsteno que someten el gas a una

    temperatura de hasta 4000 C a pocos milmetros del arco.

    Se realiza por medio de una antorcha en la que se disponen los electrodos en V (figura 12). Por la boquilla llega un chorro de oxgeno que, al chocar con el arco, produce una llama al disociarse por elevada temperatura.

    Figura 10. Condiciones para soldar acero, cobre, titanio y nquel: dimetro del electrodo, voltaje.

    Figura 11. Condiciones (dimetro del electrodo y voltaje) para soldar aluminio y sus aleaciones.

    Figura 12. Fundamento de la soldadura por hidrgeno atmico.

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    La corriente gaseosa, al tocar la pieza, pierde temperatura que luego recobra al mezclarse el hidrgeno con el metal base.

    El empleo de electrodos desnudos facilita la fusin.

    Se em plea corriente alterna, siendo las mquinas muy parecidas a las utilizadas para la soldadura por arco tradicional, si bien el voltaje es bastante ms elevado, pudiendo llegar a los 300 V.

    El hidrgeno se suministra en botellas, comprimido a 150 atmsferas. Desde las botellas pasa a una cmara de distribucin situada en el generador de corriente. Desde ste y a travs de tubos flexibles sale juntamente con la corriente de soldadura (figura 13).

    MIGSi se utilizan una atmsfera protectora de gas inerte y una varilla de

    metal de aportacin, y se hace saltar el arco entre ste y el material a soldar, se tiene el muy conocido proceso de soldadura con arco de electrodo metlico: MIG (figura 14). El arco no slo funde el metal a unir sino tambin el metal del electrodo, alimentando as la soldadura con el metal de aportacin. Los electrodos metlicos se consumen rpidamente y hay que interrumpir la operacin para reemplazarlos o alimentarlos con hilo. La traccin del hilo, cuando su dimetro es de menos de 1 mm, puede realizarse a mano; para dimetros mayores es necesario montar un m otor que puede incorporarse a la pistola.

    La corriente ha de ser continua, conectndose el electrodo en el polo positivo. Con el hilo o pistola conectado al hilo positivo (+) tiene mayor penetracin el metal aportado, porque las gotas calientes se desprenden de este metal a gran velocidad, suministrando al mismo tiempo mucho calor al metal base. Tambin es ejercida una buena accin limpiadora.

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  • Procedim ientos de soldadura

    Como generador se emplea una mquina de soldar de corriente continua y de tipo esttico.

    Como gases protectores se utilizan los siguientes: argn y helio, argn y cloro, y nitrgeno. Trabajando con una misma intensidad todos los gases, el helio es el que origina mayor tensin en el arco (figura 15).

    MAGSi el gas utilizado en la soldadura es activo, com o el dixido de carbono,

    el procedimiento de soldadura se denomina MAG.

    Figura 14. Instalacin para la soldadura MIC.

    Figura 15. Relacin entre la tensin y la intensidad de corriente en la soldadura MIC con helio y con argn.

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    El gas C 0 2 utilizado en la soldadura debe tener un grado de pureza muy elevado: el contenido mnimo de C 0 2 debe de ser de un 99,7 /o, al mismo tiempo que debe estar exento de humedad.

    Ventajas que tiene sobre los dems gases: es mucho ms barato, tiene mayor penetracin y la forma del cordn es buena y no tiene mordeduras.

    En la figura 16 se aprecian los principales gases y mezclas de gases utilizados en la soldadura MIG y M AG y sus principales aplicaciones.

    Figura 16. Principales gases y mezclas de gases utilizados en

    la soldadura MIC y MAC, as como sus principales

    aplicaciones en la soldadura de los distintos metales.

    GASES APLICACIONES

    ArgnHelio

    Helio + argn (80 % + 20 /o) hasta (50 % + 50 /o)

    Argn + 1 a 2 % de C 0 2

    Argn + 3 a 5 % de C 0 2

    Argn + 20 a 30 % de C 0 2

    Argn + 5 % 0 2 + 15 % C 0 2

    co2

    C 0 2 + 3 a 10 /o 0 2 C 0 2 + 20 % 0 2

    Argn + 25 a 30 /o N2

    Aluminio y magnesio.Aluminio, magnesio y cobre. Con este gas

    se disminuye el riesgo de porosidad.Aluminio, magnesio y aleaciones de cobre.

    Aceros inoxidables, aceros aleados y tambin para algunas aleaciones de cobre.

    Aceros inoxidables, aceros aleados y aceros al carbono. Se requieren varillas desoxidantes.

    Aceros, para obtener transferencia por cortocircuito.

    Aceros al carbono. Se requiere varilla altamente desoxidante.

    Aceros al carbono y dbilmente aleados, varilla desoxidante, es del todo esencial el uso de varilla especial.

    El mismo campo de aplicacin que el C 0 2.El mismo campo de aplicacin, slo se uti

    liza en Japn.Para soldar cobre.

    Durante los ltimos aos el proceso M AG (metal y gas activo, tal como el dixido de carbono) ha ido aumentando en la industria. En la figura 17 se aprecia la relacin entre la fuerza electromotriz aplicada y la intensidad de corriente conseguida, con relacin al argn.

    El M AG en realidad es el M IG con una atmsfera de argn y cantidades del orden del 2 % de oxgeno, porcentaje suficiente para crear una atmsfera protectora con cierto carcter oxidante (figura 12). Las principales razones para esta tendencia son:

    Mayor economa del procedimiento M AG comparado con los otros sistemas.

    Alta versatilidad de aplicaciones en talleres de construccin metlica.

    Alta calidad de la unin de soldadura.

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  • Procedim ientos de soldadura

    Figura 7 7. Relacin entre la tensin y la intensidad de corriente elctrica en la soldadura M AC con argn y dixido de carbono.

    En el mercado el proceso M AC compite con ventaja con la soldadura clsica al arco elctrico con electrodo recubierto.

    Con la soldadura M AG y totalmente mecanizada se reducen sensiblemente los tiempos muertos de limpieza y posicionado.

    Soldadura al arco con electrodo revestidoEste procedimiento es como el M IC pero sin gas protector (figura 6). La

    atmsfera protectora se genera n situ por fusin y evaporacin del revestimiento del electrodo. Se suele utilizar rectificador de corriente conectado al metal con el electrodo positivo: as se asegura mejor penetracin y fusin completa.

    Dada la amplia variedad de aportaciones existentes y la economa del propio procedimiento, los electrodos revestidos se usan en gran variedad de uniones y diferentes espesores. Los revestimientos ms empleados son los de rutilo y los bsicos. Los tipo rutilo (xidos minerales de titanio con ferroaleacin y escorificantes a base de slice) son poco empleados y los bsicos puros (carbonato y fluoruro de calcio con ferroaleaciones y escorificantes) presentan mayor dificultad operatoria.

    Soldando con electrodos revestidos se deben tener en cuenta las siguientes precauciones:

    Utilizar electrodos secos.

    Soldar, siempre que sea posible, con corriente continua, conectando el electrodo al polo positivo.

    Mantener el arco lo ms corto posible.

    Utilizar un dimetro de electrodo igual al espesor de la chapa, en soldaduras de una sola pasada.

    Usar el mnimo aporte trmico posible.

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    Figura 18. Soldadura por arco sumergido: 1) boquilla;

    21 paso del alambre; 3) cable de alimentacin de soldadura;

    4) tubo de fundente; 5) fundente no fundido;

    6) fundente fundido (escoria); 7) cordn de soldadura;

    8) alambre electrodo; 9) material base o pieza de

    trabajo.

    Realizar cordones delgados para m inimizar la dilucin.

    M antener el electrodo casi perpendicular a la pieza.

    Limpiar y desengrasar las zonas a soldar (en caso de tuberas limpiar y amolar tambin el interior de la tubera).

    Dejar enfriar la pieza a temperatura ambiente entre pasada y pasada.

    En soldadura vertical ascendente, se debe llevar el electrodo perpendicular a la pieza con vaivn muy pequeo, introduciendo el electrodo en el bao.

    En techo se recomienda usar arco corto, sin producir movimiento de vaivn con el electrodo.

    Eliminar cuidadosamente la escoria entre pasadas.

    Utilizar pasta decapante para desoxidar los cordones de soldadura.

    La composicin qum ica del electrodo debe ser lo ms similar posible a la del metal base. As se pueden conseguir caractersticas ptimas.

    Soldadura con arco sumergidoEl procedimiento de soldadura con arco sumergido (figura 18) utiliza el

    metal de aportacin en forma de varillas o bobinas de alambre desnudos y el arco y el metal fundido permanecen debajo de una capa de fundente pulverizado, que protege de la corrosin. En una sola pasada se sueldan gruesas planchas.

    La penetracin o cantidad de metal base fundido es mucho mayor en la soldadura con electrodo revestido respecto a la oxiacetilnica, y el metal fundido se mezcla con el metal de aportacin depositado con el e lectrodo. Segn el tipo de electrodo y la intensidad empleada, la cantidad de

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  • Procedim ientos de soldadura

    dilucin del metal base puede llegar un 30 % . Este hecho ha repercutido notablemente en el desarrollo de los electrodos. Por ejemplo, si se usa un electrodo de acero normal para reparar una pieza de fundicin, el cordn resultante puede tener aproximadamente 1 % de carbono y, con las velocidades relativamente altas de enfriamiento de la soldadura elctrica al arco, el depsito se transformar en martensita que, debido a su fragilidad inherente, causar grietas bajo la accin de las tensiones de contraccin. Esta fisuracin por temple es muy fcil que ocurra, incluso empleando electrodos tipo bsicos que hayan sido presecados a una temperatura de 450 C antes de su utilizacin.

    Este procedimiento fue puesto a punto entre 1935 y 1940, tanto en los Estados Unidos como en Rusia. Se aplica principalmente al acero y , segn su principio, el arco se establece entre un hilo continuo (generalmente cobreado) que se introduce en un polvo llamado fundente y la pieza de soldadura cubierta con este polvo.

    El hilo va enrollado en una bobina llamada devanadera. Un poco por encima de la superficie de la pieza, pasa a travs de un depsito conectado al generador de corriente (ni este dispositivo ni la devanadera estn representados en la figura). El hilo se va desenrollando a medida que se va fundiendo, estando regulados, por regla general, el avance del portaelec- trodo con relacin a la pieza, as com o la longitud del arco, por medio de dispositivos automticos.

    Los parmetros operacionales en orden de importancia son:

    1. Intensidad de corriente elctrica de soldadura.

    2. Fuerza electromotriz de soldadura.

    3. Tipos de fundentes.

    4. Velocidad de soldadura.

    5. Dimetro y tipo de alambre.

    6. Fundentes (de un pase mltiple o de recubrimientos).

    Durante la soldadura, el operador debe saber corregir, en la forma ms rpida posible, alguna eventual imperfeccin que afecte la accin de la soldadura, porque el xito del trabajo depende del control completo de los parmetros operacionales.

    Intensidad d e la corrien te d e soldadura

    El amperaje es el parmetro que tiene mayor influencia en el proceso automtico de soldadura con arco sumergido, porque alimenta la velocidad del alambre a la medida de su fusin y permite regular la penetracin del depsito segn la intensidad aplicada. El uso de excesivo amperaje, por ejemplo, provoca mucha penetracin, demasiado refuerzo y, en consecuencia, una deformacin de la pieza soldada. El uso de bajo amperaje produce falta de penetracin e incompleta fusin.

    En la aplicacin de soldadura con el proceso de arco sumergido, es bueno recordar las siguientes medidas que conciernen a la utilizacin del amperaje:

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    Al aumentar la intensidad de corriente se consigue una mayor fusin y aumento de penetracin en la profundidad del metal base (figura 19).

    La intensidad de corriente excesiva produce demasiada fusin, excesiva penetracin, socavacin, cordones demasiado angostos y desfonda- miento.

    El empleo de intensidades de corriente demasiado bajas produce inestabilidad del arco, falta de fusin y falta de penetracin.

    Figura 79. Alambre 7/32 de dimetro. La velocidad de avance es de 30 pulgadas/

    minuto, 34 voltios. Profundidad de penetracin del cordn de soldadura con

    tres diferentes amperajes, manteniendo invariado el

    voltaje, velocidad de avance y dimetro del electrodo.

    Fuerza e lectrom otriz

    El objeto principal del voltaje en soldadura con arco sumergido es la variacin de la longitud del arco entre el alambre electrodo y el metal de soldadura en fusin, determinando as la forma del cordn, su seccin transversal y la apariencia externa (figura 20).

    Los efectos de voltaje se pueden demostrar en esta forma:

    Al aumentar la fuerza electromotriz aplicada y , por lo tanto, la intensidad de corriente, se obtiene una mayor longitud del arco.

    Si, por el contrario, se aplica mayor intensidad, se obtiene menor longitud del arco.

    En sntesis, se puede decir que, mediante la aplicacin del voltaje adecuado, con un constante amperaje y correcta velocidad de avance de soldadura:

    Se consigue un cordn liso, extendido y sin socavones.

    Se tiene un consumo normal del fundente.

    Se reduce la porosidad, provocada por las escamas (o lmina) de fundicin presentes en el arco.

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  • Procedim ientos de soldadura

    El metal de aporte capta los elementos aleantes presentes en el fundente.

    Aplicando una fuerza electrom otriz excesiva (demasiada longitud del arco):

    Se generan cordones de soldadura susceptibles de fragilizacin.

    Difcilmente se logra la elim inacin de la escoria del cordn de la soldadura.

    Se tienen cordones de soldadura cncavos, sujetos a rotura y socavacin en los lados del cordn.

    El consum o del fundente aumenta considerablemente.

    En cuanto al uso de bajo voltaje, produce baja longitud del arco, cordones abultados, inclusiones de escoria, dificultad en la elim inacin de la misma, y menor consum o del fundente.

    Velocidad d e avance d e so ldadura

    Cuando hay variacin en la aplicacin de la soldadura, por ejemplo, de un pase, de doble pase, etc., hay tambin variacin en los parmetros operacionales. Intensidad y fuerza electromotriz estn relacionados con la velocidad de avance de soldadura y , por supuesto, con el dimetro del alambre.

    La ve lo c id a d d e l avance es e l ajuste del ancho del cordn y el lmite de penetracin. Esto est relacionado con la intensidad y tensin de soldadura (amperaje-voltaje) y tipo de fundente.

    En la figura 20 se aprecian tres tipos de cordones de soldadura obtenidos aplicando la m isma intensidad de corriente, idntica velocidad de avance y utilizando hilos de la m isma com posicin y dimetro. Se deduce

    Figura 20. Alambre 7/32 de dimetro. Velocidad de avance de 30 pulgadas/minuto, 860 amperios. Electo de los diferentes voltajes en la formacin y penetracin de los cordones de soldadura aplicados con el mismo amperaje y con la misma velocidad de avance, manteniendo invariado el dimetro del alambre y aumentando el voltaje.

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  • Soldadura industrial: clases y ap licaciones

    Figura 21. Demasiada velocidad.

    Figura 22. Velocidad demasiado baja.

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  • Procedim ientos de soldadura

    Figura 23. Velocidad normal.

    que si en la aplicacin de un cordn de soldadura se utilizan los cuatro factores correctos com o son el dimetro del alambre, amperaje, voltaje y fundente, pero la velocidad de avance es demasiado rpida, se obtiene una soldadura poco uniforme, porque la velocidad del cordn impidi o no le dio al arco el tiempo de fusin necesario para fundir adecuadamente el metal base. Adems, d icho im pedimento no permite el desarrollo normal del cordn de soldadura (figura 21).

    Si se mantienen sin variacin los cuatro factores mencionados anteriormente y se aplica una velocidad de avance demasiado baja, el resultado ser un cordn de forma convexa con tendencia a la rotura (figura 22).

    La velocidad de avance demasiada baja expone excesivamente la unin a una intensidad del arco excesiva e impide la salida de los gases del metal en fusin, que quedan atrapados en el interior del cordn de soldadura; adems puede producir desfondamiento por excesiva exposicin al calor, socavaciones e inclusiones de escoria.

    Desplazando el e lectrodo a velocidad normal se obtiene un cordn de soldadura simtrico (figura 23).

    Alam bre e lec tro d o

    El dimetro correcto del electrodo en el proceso de soldadura con arco sumergido es el e lem ento que, junto con el fundente, intensidad de corriente y velocidad adecuados, permite una profunda penetracin del cordn de soldadura en una junta; adems, segn el dimetro (grande o

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    pequeo), condiciona la cantidad del material de depsito en una unin. Ahora, el uso de ms o m enos depsito, depende del tipo de junta y espesor de la m isma y, por supuesto, de ms o m enos corriente de soldadura: Un alambre electrodo de ms dimetro necesita ms amperaje que uno de m enor dimetro.

    Todos los factores correspondientes a los parmetros de soldadura estn gradualmente relacionados entre s. Los alambres electrodos pueden ser slidos o tubulares, y su uso est relacionado con el tipo de aplicacin.

    El fundente, del que existen varias calidades segn las aplicaciones, est constituido por una m ezcla granulada de una com posicin anloga a la de los revestim ientos de los electrodos manuales, siendo su objetivo, no solamente proteger el bao de fusin contra los gases de la atmsfera, sino tambin aportar elem entos que m ejoren la calidad del metal. Se suele utilizar una gran cantidad de fundente, pero ste, despus del enfriam iento de la junta, es aspirado y devuelto a los recuperadores.

    Se aplican intensidades de corriente muy elevadas, que pueden llegar hasta 2 .000 y 3 .000 A , gracias a las particularidades siguientes:

    La corriente slo recorre una pequea longitud del electrodo, ya que el hilo restante apenas se calienta.

    El arco se halla recubierto por una espesa capa de flujo que lo hace invisible, de manera que no se produce deslumbramiento alguno; un arco de ms de 300 A , que fuese visible, exigira enorm es precauciones a causa de la intensidad de la luz producida, especialm ente en forma de rayos ultravioleta e infrarrojos.

    Com o el bao de fusin es invisible, todas las regulacionestensin del arco, intensidad, velocidad de desarrollo de hilo, velocidad de avance de la soldadura deben efectuarse con toda precisin. Debem os aadir que se precisa un equipo elctrico importante, as com o dispositivos-gua perfeccionados. Es decir caros, y, en cada caso, una laboriosa puesta a punto previa de la mquina.

    Gracias al desarrollo continuo del hilo, a la posibilidad de em pleo de grandes dimetros (hasta 10 mm) e intensidades m uy elevadas, y gracias tambin al rendim iento trm ico, asim ismo m uy elevado consecuencia de la posicin del arco, en parte debajo de la superficie de la chapa, as com o a la supresin de los tiem pos muertos, debido a los cam bios de electrodos, se llegan a ejecutar soldaduras m uy rpidas y con un coste de produccin muy reducido.

    El aspecto de las soldaduras realizadas es notable; aunque subsiste el fundente en estado vitrificado sobre el cordn, podr ser desprendido fcilmente, apareciendo entonces una superficie limpia y regular, casi lisa.

    Los materiales a los que se les ha aplicado hasta ahora este procedimiento son, sobre todo, el acero dulce o dbilm ente aleado. Sin embargo, se ha conseguido tambin soldar piezas de aleaciones de cobre, de alum inio o de titanio, naturalmente mediante el em pleo de fundentes especiales.

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  • Procedim ientos de soldadura

    Un inconveniente del procedim iento consiste en que no es fcilmente aplicable si no se efecta horizontal m ente. Si la inclinacin de las chapas respecto a la horizontal es superior a una decena de grados, su em pleo resulta muy difcil, por no decir im posible.

    Soldadura bajo escoria electroconductoraEl procedim iento llamado Electroslag fue puesto a punto en la URSS,

    hacia 1953 y constituye una variante del procedim iento descrito en el apartado anterior, encontrando interesantes aplicaciones en la soldadura de los aceros ordinarios y especiales cuando stos tienen grandes espesores.

    Se caracteriza porque la soldadura se efecta verticalm ente y en sentido ascendente. El bao de fusin se form a entre dos deslizadores o patines, de cobre, refrigerados por agua, que constituyen una especie de encofrado o m olde que se desplaza autom ticam ente de abajo arriba, a medida que avanza la soldadura.

    Esta se efecta entre los bordes rectos y m uy separados (de 20 a 25 mm) entre los cuales se produce un bao de fusin m etlico , que tiene en su parte alta un bao de escoria e lectroconductora, producido partiendo de un fundente en polvo, cuya profundidad puede llegar hasta 40 o 60 mm.

    El metal de aportacin est constituido generalmente por uno, dos (figura 24) o tres electrodos desnudos, de hilo continuo, que se suele someter a u n m ovim iento de oscilacin en el plano axial y hacia abajo, una vez iniciado el proceso, utilizando el arco, en el bao de escoria electro- conductora.

    El procedim iento, que se aplica por m edio de mquinas m uy automatizadas, se utiliza para la soldadura de cuerpos cilindricos, grandes prensas y

    Figura 24. Soldadura por arco sumergido utilizando dos hilos.

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  • Procedim ientos de soldadura

    otras grandes piezas de mquinas, com o las laminadoras y las que se emplean en la construccin naval, as como para efectuar recargues muy importantes.

    Los espesores considerados varan entre 35 y 150 mm. La velocidad de ejecucin es dos veces superior a la que se alcanza en el procedimiento de soldadura con arco sumergido para un espesor de 40 mm, cuatro veces superior para 90 mm y ocho veces superior para 150 mm.

    POSICIONES PARA LA SOLDADURALa soldadura al arco se puede practicar en horizontal, en vertical y en

    techo.

    HorizontalAl soldar horizontalmente, el electrodo se mantiene en el plano de

    simetra de la soldadura y con una inclinacin de 45 a 90 con relacin a la superficie de la chapa y en el sentido del avance (figura 25).

    Figura 25. Soldadura ------------------------------------------------------------------------------------------horizontal.

    El soplo del arco empuja al metal de soldadura y a la escoria hacia el cordn que se va formando. Cuando la escoria invade el bao de soldadura y lo cubre exageradamente, se debe pronunciar la inclinacin del electrodo hasta unos 45 y, al mismo tiempo, se debe alargar un poco el arco. Por el contrario, si la escoria queda muy retrasada y prcticamente descubierto el bao de soldadura, se puede disminuir la inclinacin hasta unos 80. Es principio fundamental para casi todas las clases de recubrimientos que la escoria cubra casi por completo el bao de fusin, pero dejando una parte libre.

    Los electrodos de gran penetracin deben mantenerse con un ngulo de 90 y la inclinacin de los electrodos bsicos debe ser de 80 a 85.

    El aspecto del cordn depositado depende del movimiento correcto del electrodo. En general, se le hace avanzar imprimindole un m ovimiento complementario de balanceo lateral ms o menos acentuado segn la forma de la costura y la posicin de la soldadura.

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    VerticalEn la soldadura en posicin vertical, se mantiene el electrodo perpendi

    cular a las piezas y formando ngulo, en sentido del avance, de 90 a 110o si la marcha de la soldadura es ascendente. En cambio, si la marcha es descendente, el ngulo respecto al avance ser de 100 a 130 (fig. 26).

    Figura 26. Soldadura vertical.

    Ha de evitarse la soldadura vertical descendente, porque el metal fundido se cae y arrastra al que se va solidificando.

    Con determinados tipos de electrodos, en especial con los de recubrimiento cido, la escoria tarda en solidificarse, por lo que se ha de soldar en ascendente, separando intermitentemente la punta del electrodo para dar tiempo a que se enfre.

    Cuando se emplean electrodos con recubrimiento bsico y rutilo se consigue un cordn ms homogneo, manteniendo un avance ms continuado del electrodo.

    TechoLa soldadura del techo (figura 27) es una de las posiciones que ms se

    practica y ms cuidados requiere. Para obtener buenos resultados hay que elegir electrodos apropiados y stos suelen ser los de rutilo, bsicos y orgnicos.

    Con estos electrodos se consiguen cordones anchos y uniformes desplazndolos en sentido vertical y en perpendicular respecto a las piezas que se sueldan, con las que han de formar ngulo entre 70 y 90, en sentido del avance del electrodo.

    Para conseguir un cordn estrecho no ha de darse movimiento al electrodo; en cambio, para obtener un cordn de 6 a 10 mm, se imprime a la punta del electrodo un movimiento circular o en zigzag rectilneo cuando la anchura haya de ser mayor (figura 27).

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    Debajo del aguaDebajo del agua se suelda con corriente continua, con los transforma

    dores de uso com ercial, siempre que su comportamiento dinmico garantice que la tensin vuelve rpidamente despus de un cortocircuito, como los que suelen producirse durante el encendido y al efectuarse el paso de las gotas. D e ah el empleo de instalaciones de soldar con accin inductora adicional (bobinas de reaccin, por ejemplo). La tensin del arco elctrico es un 25 % mayor que la de soldar al aire y , normalmente, de 28 a 35 V a una intensidad de 190 a 230 A. La tensin en vaco no debe pasar de 70 V para que no corra peligro el soldador con las descargas elctricas. La soldadura debajo del agua exige una gran estabilidad del arco elctrico, la cual slo puede obtenerse utilizando determinadas clases de electrodos con cubierta gruesa. El recubrimiento debe ser absolutamente insensible al efecto disolvente del agua. Para conseguirlo se aplica un barniz no conductor y resistente a la accin del agua de mar (combinaciones de hidrocarburos). El dimetro del electrodo es de 5 mm para todas las soldaduras, y su longitud no debe ser superior a 350 mm. Del material del electrodo debe exigirse, a causa del intenso enfriamiento que sufre en el agua, una gran insensibilidad al agrietamiento debido a la contraccin y endurecimiento por enfriamiento brusco. Los portaelectrodos deben estar perfectamente aislados por medio de una capa de caucho aplicada a presin.

    Los rayos ultravioleta nocivos que parten del arco elctrico (incluso los rayos visibles deslumbrantes) son ampliamente refractados y absorbidos por el agua, de modo que no hay necesidad de cristales de color para la proteccin de los ojos. El equipo del buzo puede ser el de uso corriente, pero conviene proteger las partes metlicas desnudas mediante cubiertas aisladoras para que el soldador no corra peligro al tocar fortuitamente los polos de la corriente de soldar.

    Para soldar hay que conectar el electrodo al polo positivo, mantenindolo inclinado en direccin de la soldadura formando un ngulo agudo de 30 a 40 con la pieza de trabajo, pues de lo contrario se producen fuertes muescas quemadas, y hacindolo avanzar siempre en lnea recta. Las soldaduras verticales se efectan siempre de arriba abajo. Com o forma de la costura soldada se ha elegido hasta ahora la costura canalada. Soldadura en X y en V no han podido ser ejecutadas hasta hoy de una manera perfecta, porque el arco elctrico es desviado fuertemente en la base e

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  • Procedim ientos de soldadura

    impide de este modo obtener una unin irreprochable del material. La resistencia a la traccin de las costuras acanaladas es buena; el endurecimiento del material a soldar no es especialmente alto, debido a que la soldadura no absorbe tanto nitrgeno com o cuando se suelda al aire.

    SOLDADURA CON PLASMADesde el punto de vista tcnico, el trmino plasma significa la ionizacin

    o, eventualmente, la disociacin de un gas convertido en conductor de electricidad. El plasma est considerado de hecho com o un cuarto estado de la materia, totalmente diferenciado de los otros tres.

    El estado de plasma se obtiene mediante el establecimiento de un arco elctrico de elevada potencia entre un ctodo y un nodo en forma de tobera, en el interior de una antorcha refrigerada.

    El plasma se genera en la pistola de soldar (figura 28) y se concentra o constrie por efecto trmico o por efecto magntico. Entre los dos electrodos de la pistola se aplica un generador de alta frecuencia y se introduce el gas plasmgeno. Un extremo de la cmara es un electrodo de material conductor perforado en su centro para proporcionar un chorro de plasma.

    figura 28. Esquema de una pistola de soldar con plasma.

    El arco de plasma puede ser, segn los casos:

    1. Transferido, es decir, que'salta entre el electrodo y la pieza de soldadura, en cuyo caso esta ltima se encuentra en el circuito elctrico; este sistema se adapta m ejor a cualquiera de los casos conocidos, por lo cual es el que se usa ms frecuentemente;

    2. No transferido o soplado, es decir, que salta entre el electrodo y la tobera, por lo que la pieza de soldadura no se encuentra en el circuito elctrico; este sistema se adapta mejor a espesores pequeos.

    SOLDADURA POR RESISTENCIA

    Soldar por resistencia consiste en unir varias piezas por medio de fusin, producida por la energa calorfica generada por el paso de corriente

    E le c tro d o p o ste rio rp a ra

    la b o q u il la

    E le c t ro d o a n te r io r

    ^ J m b o c a d u r a

    C h o rro d e p la s m a

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    elctrica de alta intensidad durante un corto tiempo, sometiendo al mismo tiempo las piezas a un esfuerzo de compresin (figura 29). De este modo se genera una fusin puntual y muy concentrada, debido a una cierta cantidad de calor (Q), proporcional a la resistencia elctrica del circuito (R) y al cuadrado de la intensidad de la corriente (I) que circula por l durante un tiempo (t):

    Q R x I2 X t

    Entre las soldaduras por resistencia destacamos las siguientes:

    Soldadura a topeLa soldadura a tope p o r resistencia consiste en alinear las partes a soldar

    de modo que se junten a tope una con otra (figura 30). Esta zona a unir se calienta por resistencia. Existe el procedimiento de reca lcado y el de ch ispo rro teo para soldar a tope por resistencia.

    La soldadura a tope se distingue de los otros procedimientos clsicos de soldadura (por puntos y por roldanas) no solamente por su procedimiento operatorio sino, sobre todo, por el hecho de que la soldadura se realiza en toda la seccin de las dos piezas unidas, formndose una pieza nica perfectamente continua desde el punto de vista de sus dimensiones

    Figura 30. Disposicin de los electrodos para la soldadura a

    tope.

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  • Procedim ientos de soldadura

    geomtricas y sensiblemente homognea desde el punto de vista metalrgico y en cuanto a uniformidad de la resistencia mecnica.

    Este procedim iento permite realizar la unin rectilnea de redondos, cuadrados, perfiles diversos, tubos, flejes, etc., o la unin de piezas que forman entre s un cierto ngulo (generalmente 90).

    A tope con recalcado

    La soldadura a tope con recalcado se lleva a cabo alineando convenientemente las piezas a soldar, aplicando una carga en direccin axial y aplicando una fuerza electromotriz elevada. En estas condiciones, por efecto Joule se calienta la zona de contacto entre piezas, disminuyendo, por lo tanto, su resistencia mecnica. As se ejerce un efecto de forja en esta zona, aumentando las superficies de contacto de ambas piezas (figura

    Para conseguir buenas soldaduras a tope con recalcado es necesaria una buena preparacin superficial: las superficies a unir deben estar exentas de xidos y completamente paralelas.

    Figura 37. Disposicin de los electrodos en soldadura a tope por recalcado.

    A tope con ch ispo rro teo

    En la tcnica de la soldadura por resistencia a tope con chisporroteo no es necesaria una preparacin superficiaf especial. El paralelismo de las superficies de las piezas a soldar no es una condicin obligada para esta operacin.

    Las piezas a unir se llevan a un ligero contacto y la corriente circula a travs de los puntos de contacto (figura 32). Si estas reas de contacto son muy limitadas, la densidad de corriente que fluye es muy elevada y genera gran cantidad de calor, de m odo que se funden estas zonas y se genera un puente lquido, que pronto hierve y se expulsa formando chispas y generando un crter.

    La posterior aproximacin de las piezas a soldar genera, por cortocircuitos, otros puentes lquidos, otras chispas y ms crteres.

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    Figura 32. Disposicin de los electrodos en la soldadura a

    tope por chisporroteo: V aproximacin de las piezas a unir; 2) un puente lquido;

    3) dos puentes lquidos;4) cinco puentes lquidos;5) superficies de contacto

    aplanadas.

    Las chispas desaparecen cuando los puentes lquidos se han convertido en una pelcula lquida que cubre uniformemente la superficie a unir. Los crteres tambin se convierten con el tiempo en superficie plana.

    Cada una de las piezas a soldar se sujeta en un dispositivo de mordazas. Estas mordazas, conectadas directamente a los bordes del secundario del transformador, aseguran la conduccin de la corriente de soldadura en cada una de las piezas a soldar.

    La sujecin de las piezas entre las mordazas deber ser suficiente para asegurar una buena conduccin de la corriente de soldadura entre las piezas y dichas mordazas (resistencia de contacto pequea) e impedir totalmente el deslizamiento de las piezas cuando se aplique el esfuerzo de forjado.

    Para soldar por chisporroteo se realizan las sucesivas operaciones siguientes:

    Sujecin de las piezas a soldar entre las mordazas. En este momento las extremidades a unir o no estn en contacto o se hallan en contacto imperfecto, sin presin.

    Conexin del transformador y, com o consecuencia, de las piezas a soldar.

    Com ienzo del movimiento lento de la mesa mvil.

    Sutil forjado despus de cierto desplazamiento.

    Soldadura por puntosLos dos electrodos se van aplicando en distintos puntos o, mejor, zonas

    de la chapa a soldar (figura 33). Se utiliza para unir chapas de espesores mnimos de 0,05 mm y espesores mximos de 6 mm cada chapa.

    Se unen planchas superpuestas a cualquier distancia soldando por puntos, o sea, punteando la soldadura. El secundario de un transformador est conectado con los dos electrodos. La corriente pasa por el electrodo, vence la resistencia que le oponen las dos chapas superpuestas con lo cual este lugar (entre los dos electrodos) se calienta por efecto Joule y, por medio del electrodo, vuelve la corriente al transformador y a su fuente de

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  • Procedim ientos de soldadura

    origen. En el mismo lugar donde la corriente atraviesa las planchas y gracias a la presin que ejercen los electrodos, se produce un punto de soldadura, cuyo dimetro depende de la superficie de los extremos de los electrodos y la duracin de la corriente de soldar.

    La figura 34 representa un aparato porttil de soldadura por puntos. Colocando estos puntos a pequeas distancias entre s, y haciendo que

    Figura 33. Esquema de la soldadura por puntos.

    Figura 34. Aparato porttil para la soldadura por puntos.

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  • Soldadura industrial: clases y aplicaciones

    stos queden libres de burbujas o fallos se obtiene la costura soldada, que muchas veces puede mejorarse cuando se pasa a la soldadura de costura.

    Las partes principales de una mquina de soldar por puntos son: el armazn, el transformador destinado a suministrar la corriente de soldadura, el circuito secundario exterior destinado a conducir la corriente de soldadura del transformadora los portaelectrodos y electrodos en contacto con las piezas a soldar, los portaelectrodos y electrodos, un sistema para dar movimiento y presin a los electrodos (destinado a suministrar el esfuerzo de compresin localizado sobre las piezas a soldar), un sistema de refrigeracin de los rganos sujetos a calentamiento durante el paso de la corriente y un aparellaje elctrico y , eventualmente, electrnico. Las misiones a cumplir por el aparellaje electrnico son las siguientes:

    1. Conectar y cortar la corriente de soldadura o, ms generalmente, los tiempos de asentamiento, de soldadura, de mantenimiento, de intervalo, de precalentamiento, de recocido, etc.;

    2 . Regular las corrientes de soldadura, de precalentamiento y de recocido;

    3. Asegurar la automatizacin parcial o total de la operacin de soldadura.

    Soldadura por protuberanciasEn las piezas a unir se disea un abultamiento superficial (figura 35) de

    modo que represente la resistencia y en la etapa de fusin desaparece. Este tipo de soldadura tiene la misma aplicacin que en el caso de por puntos, pero con una gama ms estrecha, pues no abundan las soldaduras en espesores menores de 0,2 mm, ni mayores de 3 mm.

    Figura 35. Protuberancia.

    Soldadura por roldanasLos dos electrodos son crculos de cobre que se desplazan a lo largo de

    la lnea a soldar. En realidad representa un conjunto de soldaduras por puntos. Se aplica en lminas de acero bajo en carbono muy finas (0,05 mm), mientras que no suele utilizarse por encima de 2 mm.

    Para la ejecucin de costuras longitudinales en planchas delgadas, se utilizan generalmente los electrodos de rodillos. Los dos electrodos estn

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  • Procedim ientos de soldadura

    Figura 36. Soldadura por roldanas.

    construidos (fig. 36) en forma de dos rodillos de cobre, giratorios sobre sus ejes. Estos dos rodillos estn conectados al transformador. Ejerciendo una adecuada presin de los rodillos sobre las piezas a soldar y haciendo pasar las dos planchas superpuestas entre los rodillos, se consigue una costura soldada ininterrumpida.

    SOLDADURA POR ELECTRLISISEl procedimiento de soldadura por electrlisis del agua se lleva a cabo

    conectando el polo positivo de un generador de corriente continua a un recipiente (fig. 37), recubierto de plancha de plomo y bien aislado de la tierra. Este recipiente se llena con una disofucin de sosa, cuya conductividad elctrica aumenta por la adicin de un poco de cido sulfrico. El polo negativo va conectado a la pieza a soldar, y de aqu al negativo del generador. Introduciendo esta pieza en el lquido se efecta un proceso anlogo al de la produccin de hidrgeno en ele